Svařovací generátory

Svařovací generátory jsou součástí svařovacích měničů a svařovacích agregátů.

Svařovací měnič obsahuje hnací třífázový elektromotor, stejnosměrný svařovací generátor a zařízení pro řízení svařovacího proudu.

Svářečka obsahuje spalovací hnací motor, stejnosměrný svařovací elektrický generátor a zařízení pro regulaci svařovacího proudu.

Svařovací generátory Dělí se podle konstrukce rozdělovače a ventilu a podle principu činnosti na samobuzené a nezávisle buzené generátory.

Kolektorové svařované generátory s nezávislým buzením používané ve svařovacích měničích, jejichž výroba u nás byla ukončena v 90. letech 20. století, ale v některých organizacích jsou stále v provozu.

Další typy generátorů jsou v současnosti součástí svařovacích strojů.

Kolektorové generátory pro svařování

Kolektorové generátory jsou stejnosměrné stroje obsahující stator s magnetickými póly a vinutími a rotor s vinutími, jejichž konce vedou ke kolektorovým deskám.

Když se rotor otáčí, závity jeho vinutí křižují siločáry magnetického pole a v nich EMF indukované.

Grafitové kartáče mají pohyblivý kontakt s deskami kolektoru. Kartáče stroje jsou umístěny na elektrickém (geometrickém) neutrálu kolektoru, kde EMF v zatáčkách mění svůj směr. Pokud přesunete kartáče z neutrálu, napětí generátoru se sníží a dojde k přepínání cívek pod napětím, což u svařovacích generátorů pod zátěží způsobí velmi rychlé roztavení kolektoru elektrickým obloukem.

EMF na kartáčích svařovacího generátoru je proporcionální magnetický tokvytvořené magnetickými póly E2 = cF, kde F je magnetický tok; c je konstanta generátoru, určená jeho konstrukcí a v závislosti na počtu párů pólů, počtu závitů ve vinutí kotvy, rychlosti otáčení kotvy.

Výstupní napětí generátoru při zatížení U2 = E2 — JсвRr, kde U2 — výstupní napětí svorek generátoru při zatížení; Jw — svařovací proud; Rg je celkový odpor sekce kotvy v generátoru a kontaktů kartáče.

Proto vnější statická charakteristika takového generátoru mírně klesá. Pro získání strmě klesající vnější statické charakteristiky u kolektorových generátorů je uplatněn princip vnitřní demagnetizace stroje, kterou zajišťuje demagnetizační cívka statoru. Pokud je potřeba získat tuhou vnější statickou charakteristiku, použije se magnetizační vinutí statoru.

Nezávisle buzený svařovací generátor s demagnetizační cívkou

Rýže. 1 Schéma svařovacího generátoru s nezávislým buzením a demagnetizační cívkou

Charakteristickým rysem takového generátoru je, že na magnetických pólech jsou umístěny dvě magnetické cívky. Jeden (magnetizační) je napájen externím zdrojem energie (nezávisle buzený), zatímco druhý (demagnetizační) se používá pro svařovací proud.

Demagnetizační cívka, která působí jako odpor zapojený do série s obloukem, poskytuje klesající charakteristiku generátoru, a když je rozdělena, upravuje proud v krocích.

Zahrnutí všech závitů demagnetizační cívky do provozu poskytuje nízký proudový stupeň a zahrnutí části závitů poskytuje vysoký proudový stupeň.

Plynulé nastavení svařovacího proudu se provádí změnou napětí naprázdno, k čemuž slouží reostat R v obvodu magnetizace cívky. Zvýšení odporu R vede ke snížení magnetizačního proudu, snížení magnetizačního toku Fn, napětí naprázdno generátoru a nakonec ke snížení svařovacího proudu.

Generátor poskytuje klesající vnější statickou charakteristiku pouze při otáčení v jednom směru, což je označeno šipkou na krytu. U svařovacích měničů je nutné před svařováním na volnoběh zkontrolovat správný směr otáčení elektromotoru.

Samostartovací svařovací generátor s demagnetizační cívkou

Hlavním rozdílem mezi tímto typem generátorů je to, že cívka magnetického pole není napájena z externího zdroje, ale ze samotného generátoru. Proto se jim říká samobuzené generátory.

Rýže. 2. Schéma a uspořádání magnetického systému čtyřpólového samobuzeného generátoru

U kolektorových svařovacích generátorů jsou kromě hlavních pólů a cívek dva přídavné póly, na kterých je podél závitu umístěna přídavná sériová cívka. To je nezbytné pro kompenzaci magnetického toku z reakce kotvy a pro udržení polohy elektrické neutrality stroje při změně zatížení.

Pro normální provoz samobuzeného generátoru je nutné, aby se napětí přivedené na magnetizační cívku během procesu svařování neměnilo, tzn. nezávisí na režimu svařování. Za tímto účelem je v generátoru instalován třetí přídavný kartáč, který je umístěn mezi dvěma hlavními kartáči.

Napětí napájející magnetizační cívku se ukazuje jako nezávislé na svařovacím proudu. Spádová charakteristika generátoru je zajištěna demagnetizačním účinkem demagnetizační cívky, ke kterému dochází pod druhou polovinou pólů.

Charakteristickým rysem svařovacích generátorů s vlastním buzením je, že je lze spustit pouze tehdy, když se kotva otočí v jednom směru, což je naznačeno šipkou na koncovém krytu statoru. To je způsobeno tím, že počáteční buzení generátoru při jeho startu je způsobeno zbytkovou magnetizací pólů.

Při opačném otáčení kotvy poteče v budicí cívce zpětný proud, který svým rostoucím magnetickým polem v určitém okamžiku kompenzuje zbytkovou magnetizaci pólů, tzn. celkový magnetický tok pod póly bude nulový. V tomto případě je pro vybuzení generátoru nutné dočasně připojit magnetizační cívku k nezávislému zdroji stejnosměrného proudu.

Generátory pro svařování ventilů

Svařovací generátory tohoto typu se objevily v polovině 70. let 20. století po rozvoji výroby silových křemíkových ventilů. U těchto generátorů funkci korekce proudu místo kolektoru plní polovodičový usměrňovač, do kterého je přiváděno střídavé napětí generátoru.

Ve svařovacích jednotkách se používají generátory tří typů konstrukce alternátorů: indukční, synchronní a asynchronní. V Rusku se svařovací zařízení vyrábí s generátory samobuzení, nezávislého buzení a smíšeného indukčního buzení.

Rýže. 3. Schéma ventilového generátoru se samobuzením

V induktorovém generátoru je stacionární budicí cívka napájena stejnosměrným proudem, ale magnetický tok, který vytváří, má proměnnou povahu. Je maximální, když se zuby rotoru a statoru shodují, když je magnetický odpor v dráze toku minimální, a je minimální, když se dutiny rotoru a statoru shodují.Proto je EMF indukovaná tímto tokem také proměnná.

Na statoru jsou umístěna tři pracovní vinutí s offsetem 120°, takže na výstupu generátoru vzniká třífázové střídavé napětí. Klesající charakteristika generátoru je získána díky velkému indukčnímu odporu samotného generátoru. Reostat v budicím obvodu slouží k plynulému nastavení svařovacího proudu.

Absence kluzných kontaktů (mezi kartáči a kolektorem) činí tento generátor spolehlivějším v provozu. Navíc má vyšší účinnost, menší hmotnost a rozměry než kolektorový generátor.

Rýže. 4. Schematické schéma svařovacího generátoru ventilového typu GD-312 se samobuzením

Pro zajištění chodu naprázdno je budicí cívka napájena napěťovým transformátorem a pro napájení ve zkratovém režimu proudovým transformátorem. V zátěžovém režimu - svařování - je na budicí cívku přiveden smíšený řídicí signál úměrný části výstupního napětí a úměrný proudu. Ventilové generátory jsou vyráběny pod značkou GD-312 a slouží k ručnímu svařování kovů jako součást ADB bloků.

Rýže. 5. Schéma svařovacího generátoru GD-4006

V Rusku se vyrábí několik provedení vícepolohových jednotek s počtem pozic od 2x do 4x. Na trhu jsou univerzální jednotky pro několik metod svařování nebo svařování a řezání plazmou. Zejména modul ADDU-4001PR.

Tvorbu umělé VSH jednotky ADDU-4001PR zajišťuje tyristorový napájecí zdroj s mikroprocesorovým řízením. Širší technologické možnosti poskytuje použití invertorových napájecích jednotek v jednotkách, jako je například jednotka Vantage 500.